計算機學科核心素養范文
時間:2023-12-04 17:58:26
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計算機理論新課改下高中信息技術如何提升學生的信息素養
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歷史的回溯
一開始的信息技術教育僅僅只面向部分地區部分有條件的學校。中國在1981年參加了第三屆世界計算機教育應用大會,之后在國內五所中學開展計算機修課實驗。1984年后的很長一段時間里,信息技術教學處于大量小規模實驗探索階段。
直到2000年,教育部印發《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》,才規定了中小學信息技術課程的主要任務,以及從小學到高中各學段的教育目標、教學內容、課時安排等內容。2003年4月,教育部制定《普通高中技術課程標準(實驗)》,明確了高中信息技術課程標準,對高中信息技術課的課程理念、課程設計思路、課程目標、模塊設置與內容標準進行了詳細的說明。從2004年普通高中新課程改革試點開始,信息技術課程就成為高中階段的一門必修課而在各試點高中開設,各學校又根據自己學校的特點開設了不同選修模塊,支持學生的多樣化發展。截至2010年,高中課程改革逐漸推廣到全國,信息技術課程也普遍地在各所高中學校得以實施。據教育部2009年的統計,普通高中專任信息技術教師的數量達到了39101人,信息技術教育有效地提升了全體高中學生的基本信息素養。
目前的高中信息技術課程設置了必修與選修模塊,注重普及提升全體高中生的信息素養,在課程設置上落腳于計算機和網絡相關的基礎知識,引導學生們運用信息技術特別是多媒體軟件等獲取、傳輸、存儲、加工和表達信息。在選修課上提供了多樣化的選擇路徑,根據各校的情況選擇開展不同方向的課程,在加強信息課程的深度和廣度上起到了一定的作用。雖然全國各地的開展情況仍有差異,但總體上高中生的信息技術素養得到了普遍提升。但是,部分地區的小學、初中也相繼開設了信息技術課,并且在內容上與高中信息技術課中的軟件操作部分有大量重疊,導致原本螺旋式上升的課程設置并沒有在實踐中體現。隨著計算機軟件的快速迭代,操作系統的不斷升級,軟件本身又變得越來越傻瓜化,很多多媒體軟件的操作不需要教學學生們也可以自學掌握。
因此,信息技術教育需要隨著時展進行調整與改變,更好地定位自己的教育核心價值,在已有的全國信息技術教育的體系上繼續深度地提升學生們的信息素養。
國際信息技術教育的現狀
國際上不同國家的信息技術教育有著不一樣的定位取向,并且近幾年也出現了明顯的變化,梳理國際信息技術教育的發展現狀,有助于我們把握當下信息技術教育的趨勢。
1.現狀
美國的信息技術教育取向最為多元,各個州都會根據自身的情況進行差異化定位。有的偏向于信息社會文化的公民信息素養定位,也有的偏向于純計算機科學的專業學科定位。因此,我們會看到美國信息技術教育的不同類型的框架體系,如美國計算機協會提出的計算機科學課程框架,計算機科學教師聯盟提出的K12計算機科學課程標準,美國國際教育技術協會頒布的面向學生的美國國家教育技術標準等一系列框架體系。最具代表性的美國K12計算機科學課程標準于2012年,明確指出計算思維、計算機實踐與編程、計算機和交流設備、合作和社區全球化與倫理是K12計算機科學課程的主要領域。該標準對各個年齡段有不同的定位。分為三個階段:①第一階段(6年級):計算機科學和我。②第二階段(7~8年級):計算機科學和社會。③第三階段(9~12年級):現代社會中的計算機科學、計算機科學概念與實踐、計算機科學的主題。
值得一提的是美國部分州的高中課程體系里信息技術或計算機課程不是必修課程,而是選修課程,選修課程給予對計算機感興趣的學生們選修,并通過國家統一的AP課程進行考核。美國AP課程中CS(computer science)科目包括計算機A、計算機B兩門課程。
2006年,歐盟通過了面向全民的“核心素養”提案,核心素養包括使用母語交流、使用外語交流、數學素養與基本的科學技術素養、數字素養、學會學習、社會與公民素養、主動意識與創業精神和文化意識與表達。其中“數字素養”(Digital Competence)框架明確提出了五個素養域,分別是信息域、交流域、內容創建域、安全意識域和問題解決域。這份方案預示著歐盟許多成員國將加強對信息技術教育在基礎教育階段的推薦。
英國的國家課程方案中將信息技術課程要求劃分為4個階段,即5~7歲開始自信地使用信息通訊技術、8~11歲較廣泛地使用信息通訊工具和資源、12~14歲成為信息通訊工具及資源的獨立使用者、15~16歲自主選擇與使用信息通訊技術的工具與信息資源。
澳大利亞2015年的《設計技術與數字化技術課程標準》中將項目管理、設計思維、系統思維、計算思維、數字技術、設計和技術、解決問題作為課程標準的主要目標。俄羅斯頒布了《信息學課程示范教學大綱》,由信息和信息活動、信息理論、計算機、模型設計、算法與程序設計、信息技術等六部分組成。
2.特性
從世界各國對信息技術教育的定位來看,我們可以歸納總結出兩個特性。
(1)計算思維成為信息技術教育的核心之一
提升學生運用計算機解決問題的能力已上升到一種思維層次。學生能夠發現問題,將問題形式化。通過一個階段的學習,學生能夠符合邏輯地組織和分析數據,通過抽象再現數據。按照一定的算法思想支持自動化的解決方案,并能夠利用計算機和其他工具幫助解決問題。
(2)數字素養成為面向全體的基本素養
歐盟所提倡的數字素養,包含信息域、交流域、內容創建域、安全意識域和問題解決域。預設著信息技術教育有著更為廣泛的內容和責任。信息技術教育能夠較好地提升學生們的信息敏銳度,如基于信息技術的交流,基于信息技術的內容創造,以及具備基本的信息安全意識等。最終達到促進學生在信息時代充分有效負責任地使用技術的目標。
展望信息技術教育
信息技術教育是一門需要緊跟時展的學科。最初,人與計算機只能通過計算機語言進行交流,因此LOGO和BASIC語言成為信息技術教育不可回避的重點。后來,計算機操作系統和各種各樣多媒體軟件成為教學主流,關于信息的獲取、傳輸、存儲、加工和表達信息成為了信息技術教育不可回避的主線。緊接著,計算機技術與互聯網技術滲透到生活的方方面面,信息技術教育承擔大眾的信息素養教育的內容就顯得尤為重要。而隨著大數據時代的到來,數據驅動社會發展,整個社會與計算機、互聯網脫離不開關系的時候,提升學生的計算思維就顯得尤為重要,學生們需要掌握運用計算機解決問題的能力,以便更好地理解與投入到當今世界。而如今,提升計算思維的方式似乎離不開對基礎語言的掌握,對算法和程序的理解與運用,對數據庫相關知識的使用等一系列計算機學科的相關知識。然而,這依然是一個動態發展的過程。信息技術教育需要關注計算機科學的相關知識,培養學生的計算思維。同時也不可忽略技術的迅猛發展,拓展每一位學生基于技術的創造邊界,為每一個人在學習中創造、在創造中學習提供更大的可能性。
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中圖分類號:G642摘要:對計算機學科的人才素養提升展開深層次論證,提出“iA4T”的學科發展實施理念,基于6個側面構建出“A44”驅動的人才能力效用驅動結構,突出學科實踐特性,加強理論、技能和實用的融合.設計專業素養的螺旋上升進階演化實踐方案。同時,結合知識基礎和認知過程的關系,實現了計算機學科人才自適應素養提升的學科演化拓撲序列。文章所研究內容及取得的成果,將為計算機學科建設、人才素養實踐訓練平臺搭建提供有效的借鑒意義。
關鍵詞:iA4T;人才進階模式;專業素養;自適應;實踐演化體系;計算機學科;能力效用
1 計算機人才需求
計算機學科人才的素質要求體現在既要細致、嚴謹、認真、樂于奉獻、責任感強,又要興趣廣泛、思路開闊、善于觀察自然和社會、有創新創業的精神,有著鮮明的大學科學知識體系理念兼動靜融合的能力水平。另外,還需具備過硬的技術、良好的文化底蘊和藝術修養。所以,有著敏銳的專業嗅覺,緊跟產業和學科的新變更、新挑戰、新技術的迅猛發展,計算機從業人員的關鍵素養要素就是不斷的自我完善、自我提升和自我認知,才能保持持續創新應對軟件產業發展的需要。
從計算機學科的高等教育來看,為了適應產業發展,滿足產業發展對人才的新挑戰,需要盡快地完善學科教育、工程教育體系,形成完整的人才培養體系。因此,培養能夠適應行業發展的信息技術工程師一直是計算機學科教育追求的目標和方向。
2 實踐型人才培養模式的研究現狀
計算機教育作為一個蓬勃發展的學科,依舊處于逐步發展的階段,它在體現專業鮮明性的同時,在執行細節上體現著綜合性和交叉性,工程化特點明顯,有著很強的厚基礎和強應用的特征。所以,單純把它歸為工程門類不貼切,這在某種程度上反映出計算機教育可使用的可借鑒材料極為匱乏。ACM/IEEECS關于計算機教育的指導方針不但有力地支持和改進了本學科的實施和發展,更對計算機學科教學之外的實踐及輔導資源也起到了一定的幫助和推動作用。計算機學科作為一個現代舉足輕重的高等教育專業領域,它的培養對象不僅需要更多的理論基礎知識,更需要付諸更多有效的實踐和實訓。
作為高校,計算機學科人才培養必須以適應經濟建設與發展為前提,緊緊把握社會經濟發展的環境和政策,根據實際需要,積極調整學校發展政策并努力創新人才培養模式,完成培養高素養創新型人才的歷史使命。但在實際運作中,高校應用型的計算機人才培養過程還存在不少問題。
1)“學以致用”與“學無法用”的人才供需矛盾突出。
一方面,企業需要大量高素質的計算機技術人才;另一方面,許多應用型高校培養出的畢業生實踐技能達不到企業的要求。在企業看來,畢業生所學知識已經不符合產業競爭的客觀實際,所學無所用。在畢業生看來,課堂所學都是計算機學科臻熟的理論體系及當前技術前沿或學術熱點,卻不為企業所認同,亦使所學難應用。
2)師資隊伍無法跟上日新月異的領域發展態勢。
現階段的計算機師資配備,以學術研究見長的教師依然是骨干力量。雖然他們承擔不少實踐教學的課程,但對社會所需的實踐技能尚未做到第一時間融會貫通,“雙師型”教師的需求依舊存在很大的缺口。很多高校,面對信息技術市場關于創新型人才培養和培訓的需求,師資隊伍出現了瓶頸。
3)專業序列化體系與人才培養目標脫節。
關于教學計劃設置,軟件工程、網絡工程等工程型人才培養體系仍然沿襲了傳統的計算機專業培養模式,但工程型專業與計算機傳統學科特性并非完全一致,很大幅度上,依舊沿襲傳統計算機學科的基礎模式,使得專業知識體系較為單一,學科專業之間割裂,理論課程居多,而實踐環節、專業課程結構還存在著不合時宜、與市場需求脫節的現象。
4)以外包為典型案例的“訂單式”人才模式并非形成有效的執行鏈路。
外包作為一種日益繁盛的計算機產業運作模式,促使了高校外包方向訂單人才培養模式的形成,“量體裁衣”和“對癥下藥”模式逐漸在各大高校展開和完善。但在學生實習、就業和培訓等問題上,工學結合、產教結合還不能很好地擴大合作的領域,形式比較單一,缺少深度。高校與企業雙方如何尋找和開發互惠共贏點,以促進外包運作機制的完善是今后認真研究商榷的一個重要課題[7]。
5)專業教育努力深化的同時,忽略了社會需求寬度對其深度的沖擊。
關于計算機本科教育,傳統方法一般用3年的時間按照專業素養的拓撲提升次序,設置“理論的授”和“技能的練”,或者一年的學科基礎課程,兩年緊湊的專業技能素養強化,最后一年進行綜合實習或者實訓,這是種保守和穩定的大學教育思路。這種“以不變應萬變”的模式在與新市場新需求相融合時,有著難以填補的鴻溝。
3“iA4T”的定位及基本原理
以實現自適應計算機專業素養的演化實踐體系為研究目標,學校與市場相融合為線索,通過有效的實施措施實現預期規劃,突出計算機人才素養的核心理念:Iamabletobe aN applied.adaptiveand academic talent。此理念包含著6個基本點:i、able、applied、adaptive、academic和talent,即“iA4T”自適應人才創新型體系的實施愿景,這是計算機人才培養和理念落實的規約標尺,努力達成方案實施過程和解決辦法的總線樞軸作用。其中,“i”即“我”,以第一人稱的稱謂方式,表示計算機人才培養中所實施對象的主觀能動性和對技術技能自主認知的不懈渴望和追求。面對大氛圍的計算機產業,“i”是隨需而動、改變顛覆現有固有模式的象征,創新從自我出發。字母“A”代表著知識的剛性穩定結構,4次方代表多個方位,體現出人才的通用性、自主性和適應性。T既是人才,電是技術(Technology),表明此方案成功推進的底層關鍵支持基石是強力度的技術實施和跟進,是應用型人才本質基礎的素養特性。
4 能力效用驅動的“iA4T”螺旋上升進階方案
圖1所示為計算機“iA4T”自適應人才創新體系,其實施方案的主旨目標著眼于高校計算機專業教育與自適應應用型人才培養的探討和實施,“iA4T”實施的架構邏輯突出“A4”人才能力效用的直接驅動力,統籌圖1的6大參與實體,建立螺旋式專業素養提升方案。圍繞“A4”的驅動線索貫穿架構內部組織和外部關聯,學科教育和人才培養為實施氛圍和落腳點,具體的實施方法粒度化“六點”:學科、人才、師資、教法、專業素養、教材的螺旋式握手和上升結構,它們相互迭代、相互促進凝聚成一個有機體。圖1中6大參與組織粒度的改革和再工程設計是實現人才能力效用自適應的實施措施。具體體現為以下幾個方面。
2)學科建設與方向細化。
制訂“多專業、多方向、多學位、多身份、多證件”的彈叉學科建設方案,如圖2所示。與計算機之外其他專業的相關課題關聯,逐漸細化,突出專業地位,根據不同專業制訂不同的輻射拓撲關系,實現多學位。建立實施多學位的教育和培養機制,實現人才進入市場的多證件優勢前置條件。另外,根據理論與實踐融合的要求,通用與專用柔性配合的多角色身份,從專業長遠發展規劃出發,制訂出完善有效的外包特色、學術研究、專業素養、在職委培、定向非定向、本碩一體的計算機人才演化梯隊,形成學科交叉與校企合作的融合。
1)理論與實踐融合的校企合作模式。
緊跟市場,結合專業特性,秉承理論與實踐融合的教學宗旨,建立長期有效的校企合作伙伴關系、計算機專業人才培養的直接輸送渠道和實施環境,實現穩定有效的人才升華“跳板”和“后盾”。鞏固已有的實訓和實習基地,與市級、地區級、省級和國家級的知名企業和公司通力合作,拓展深化校企合作的參與單位。此機制的落腳點是校與企的雙贏。
3)“雙師”培養。
計算機人才培養單位與企業之間制訂相關的資源互享和融合措施,建立不同層次的技術、理論學習強化班。如教師在公司所在行業協會兼職,對企業進行相關的技術支持和理論指導。培養單位聘請企業高層管理人員和工程師為兼職講師、教授,為學生開設專業課和學習講座、聯合指導畢業論文和實踐設計等。在一定的合作基礎上,企業與培養單位建立起專項獎學金和激勵機制。另外,計算機培養單位不定時選派骨干教師到國內外知名公司、高校進修,獲取“雙師”資格證書。
4)自適應人才的攀升結構。
圖3左側所示為計算機自適應人才培養的金字塔攀升結構。校企合作與市場需求的融合,使計算機人才的組織結構和素養水平有著參差不齊的定位。在人才培養的定位上,提出自適應的目標對象特性形式,學科方向的進化模式,專用和通用的不同規劃,建立長期穩定的實訓基地和就業門戶,推出相對充分的職前教育,為此,定義了人才知識技能的“期望一意圖一實現”的主體認知培養模式,如圖3右側所示。圖3左側所示的人才結構需要實現右側的能力結構來支撐。課程與實踐結合、實訓和培訓結合、學校與企業結合,在廣泛推出市場企業緊缺軟件人才的同時,篩選人才結構,實現企業市場金字塔頂的領軍高端專家。
5)教法變革。
上述研究內容的實施,離不開針對性和通用性教法的設置。計算機學科的交叉性特殊性,以及學科不斷創新的前沿特征,需要與之相匹配的實施教法。多層次人才梯隊建設,學源之間愈發羽化和柔化(即邊緣邊棱不明顯)的特點,課堂與作業、答疑與復習對自適應和應用型素養教育已力不從心。基于啟發式、實踐式的傳統教育法則,遵循專用人才“量體裁衣”、緊缺人才“雪中送炭”的理念,滲入到計算機學科教法變革中,實現“突破課堂一突破書本一突破黑板一突破實驗室”的研究思路,在實現專業、技能、技術強化提升和扎實滲透的同時,在計算機專業教與學中引入職業能力教育與培養,設定適當的實施切入點,引入崗位獨力工作、團隊合作、教育學心理學機制和職業素養的認識和訓練。
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關鍵詞:大學計算機;信息素養;非計算機專業;課程改革,計算思維
信息素養是信息時代大學生應該具備的基本能力,包括根據信息需求做出基本判斷的信息意識,通過多種渠道獲取的相應信息知識,適應時展的綜合信息能力,遵循職業、社會和時代所要求的信息道德。提高學生信息素養有很多途徑,計算機基礎教學是其中非常重要的一個環節。
大學計算機課程是面向高校非計算機專業的計算機教育課程體系,是培養信息時代大學生綜合素質和創新能力不可或缺的重要環節,是培養復合型創新人才的重要組成部分。20世紀80年代初,我國高等院校啟動了計算機基礎教學。由于當時計算機普及程度較低,作為非計算機專業的計算機入門課程,主要目的在于普及知識、推廣應用。隨后一段時間,學習一門高級語言課、能夠編寫應用程序成為當時計算機基礎教學的重要內容(受Dijkstra在程序設計方面巨大貢獻的影響)。到20世紀90年代,計算機基礎教學開始區別于計算機專業教育,成為計算機教育獨立的分支。2000年以來,計算機硬件設備加速普及,網絡和計算機理論的發展尤其是計算機技術和其他產業的融合,使我們真正步入了蓬勃發展的信息時代。計算機基礎課程內容逐漸豐富,各學科專業應用和計算機結合也越來越緊密。
近期以來,教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會調研發現,目前高校計算機基礎課程教學面臨不少挑戰。一方面一些學校的教務處不斷削減學時,甚至有學校提出取消此課程;另一方面,國際上又提出通過計算機基礎課程培養學生計算思維能力的改革新思路。計算思維是人類基本思維方式之一,在以計算機作為計算工具之后,計算思維成為創新和解決復雜問題最為重要的思維方式之一。為此,教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會多次召開研討會,并于2012年5月由教育部高等教育司在合肥工業大學組織召開了“大學計算機課程改革研討會”。本文作者參與了此項工作調研和多次會議研討,在認真聽取會議討論的基礎上,試對大學計算機系列課程改革相關情況進行分析,并提出一些思考和建議,供相關人員參考。
一、當前高校計算機基礎課程出現危機
1.計算機基礎課程起點偏低。目前,大、中學生的信息素養普遍提高。但大學第一門計算機類課程,內容與高中重復較多,導致不少高校的計算機基礎課程學時數被不斷削減甚至面臨被取消的狀況。因此,大學計算機系列課程改革必須精選內容,提高起點,加強高等教育和基礎教育的銜接,明確課程的核心內容和教學目的,豐富計算機基礎教學的理論研究和實踐成果。
2.計算機基礎課程過分偏重工具性。目前,高校對計算機基礎課程定位在教會學生常用的軟件工具,課程目標更多地側重操作技術、操作技能的培養,而對計算機文化和計算思維方法體現不夠,不能滿足培養學生信息素養的基本要求。應該說,在計算機基礎課程教學中注重計算機科學與技術所具有的工具屬性在一段時間內、一定程度上、特定范圍內有效解決了學生信息能力的培養,但過分倚重課程的工具性必將導致計算機基礎課程教學目標單一、高度不夠、不能滿足新形勢下培養學生信息素養的時展要求。
3.計算機基礎課程分層分類教學不足。計算機基礎課程應滿足多層次培養目標要求,針對不同學科專業應用特點,有效地組織課程內容、設計教學方法,貫徹分層、分類指導思想。目前的高校計算機基礎課程是按照“大學計算機基礎+若干門后續課程,即‘1+X’的模式”來組織教學的,即使基于現有層次設計,實踐過程中分類教學仍然不夠深入,計算機應用能力的培養效果也不理想;同時也要考慮到,如何在原有課程體系中融入計算思維,在課程組織中注重計算思維能力的培養,對原有頂層設計也提出了新的要求。
4.計算機基礎課程未能體現計算機學科向其他學科廣泛滲透和交叉融合的特點。當前,計算機學科與其他學科交叉融合蓬勃發展,這種交叉融合催生了更多的研究方向,不僅僅在自然科學領域,在解決復雜的經濟、社會問題方面,學科的交匯融合都取得了很多顯著的研究成果。雖然注重不同專業應用已經成為計算機基礎課程教學的共識,但如何通過更多的典型交叉案例訓練學生的思維能力,在課程設計上仍然存在很多不足。
二、大學計算機系列課程改革的指導思想
大學計算機系列課程改革應遵循以下幾個原則:
1.以需求為導向。要充分考慮社會各領域對計算機知識的多樣性需求,并根據經濟社會發展需求科學制訂大學計算機系列課程目標。
2.以學生為中心。課程改革的主要目的是為學生服務,改革措施和實施過程要充分考慮學生現實需求和未來發展潛力。
3.符合認知規律。課程設計要符合中國大學生的認知規律,系列課程建設要有系統性和針對性,要充分考慮課程改革的操作性。
4.要有全球視野。要充分了解、分析國際上計算機基礎課程改革的趨勢,借鑒國外好的經驗和做法,及時更新課程內容,保證人才培養質量。
三、大學計算機系列課程改革的頂層設計
1.頂層設計改革思路。針對目前計算機基礎教學存在的問題,我們提出了“三個層次、兩個要求、多個科類”的大學計算機系列課程頂層規劃。其中,“三個層次”是指大學計算機系列課程的總體教學目標,即“普及計算機文化,培養專業應用能力,訓練計算思維能力”,這三個目標之間具有互相交叉、層次遞進的關系?!皟蓚€要求”是指針對不同的學校、學生和專業培養目標的實際情況,所制訂的大學計算機系列課程教學基本要求和較高要求。值得一提的是,從培養學生信息素養的基本要求來看,各校、各專業應針對“普及計算機文化”基本教學目標做統一要求?!岸鄠€科類”是指大學計算機系列課程應針對理工類、農林類、醫學類、人文類、社科類、藝術類等具體的學科門類和專業做不同的內容設計。
考慮到各校實際情況,大學計算機系列課程改革的總體思路是系統規劃、協同研究、分步實施。從理論層面研究計算思維的內涵、表現形式以及對計算機基礎教學的影響;從系統層面科學規劃大學計算機系列課程的知識結構和課程體系;從操作層面建設一批適用的教學資源,將大學計算機系列課程建設成為培養大學生多元化思維的有效途徑;從實踐層面推動一批高校按照不同層次培養目標、不同專業應用需求開展大學計算機系列課程的改革探索。
2.普及計算機文化。1981年在瑞士洛桑召開的第三次世界計算機教育大會上,前蘇聯學者伊爾肖夫提出“計算機程序設計語言是第二文化”的觀點,由此“計算機文化(computer literacy)”的概念廣泛流傳并被人們所接受。伴隨著計算機的迅速普及和技術的不斷進步,計算機文化對經濟、社會產生了深遠的影響,其中最引人注目的當屬網絡技術的發展。無處不在的互聯網已經滲透到人們工作生活的各個領域,成為人們獲取信息、享受服務的重要渠道,網絡所具有的共享、平等、合作、便捷等特性使其迅速融入經濟社會之中。2012年2月,法國著名趨勢學家杰里米·里夫金教授在其出版的新著《第三次工業革命》中預言,新的通信方式促進、催生了新的重大的能源革命,正在走來的第三次工業革命正是建立在互聯網和新能源相結合基礎上的新經濟[1]。可以說,網絡的發展和多領域融合,使得我們對計算機文化及其重要影響有了由點及面的深刻認識。
因此,信息時代的大學生必須了解并掌握計算機文化知識,這是“信息素養”教育的基礎部分。以計算機文化為主要內容的課程應該成為為大學一年級新生開設的通識課程,也是第一門計算機課程。計算機文化課程的內容應該側重于計算機和計算機文化的形成和發展,幫助學生了解信息技術應用對人們生活、工作、學習方式所帶來的變化,了解信息技術應用對經濟社會發展所作出的巨大貢獻,了解信息技術與自然科學、工程技術、人文社科等相互滲透、交叉融合,促進各學科的發展;理解和掌握計算科學的基礎知識和基本方法,掌握基本的信息技術應用能力,掌握利用計算思維和計算工具解決專業領域問題的思路和做法。通過學習計算機文化課程,一方面為后續課程的學習提供相關背景知識和輔助技能;另一方面,激發學生利用計算機科學探索未知世界的興趣。
3.培養專業應用能力。眾所周知,計算機和不同專業之間的結合程度差異較大,各專業學生的計算機應用能力要求日趨強烈,而且呈現多樣化特點。比如,很多理工科專業會用到較深的計算機專業知識,而有些文科專業則可以僅僅將計算機作為專業輔助工具運用。因此,如何有效地將計算機知識真正貫穿于不同專業應用中,是大學計算機系列課程改革必須解決好的問題。
專業應用能力培養的教學重點是設計計算機知識和專業領域問題的結合,尤其是要通過案例教學等方法,強調實踐教學的重要性,讓學生在實踐中深刻體會運用計算機知識解決專業應用問題的思路和做法。
4.訓練計算思維能力。近年來,有關計算思維的研究頗為廣泛,卡內基·梅隆大學的周以真(Jeannette Wing)教授認為,計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[2]。雖然計算思維的訓練可以有很多途徑,但計算機學科在訓練以設計和構造為特征的計算思維能力方面顯得更為恰當和重要,而計算機技術的飛速發展和應用普及也進一步強化了計算思維的意義和作用。因此,在計算機基礎教學中注重計算思維能力的訓練并以此為目的進行課程改革已經成為國內眾多高校專家學者的共識[3]。
訓練計算思維能力的教學目標高于培養學生的專業應用能力。雖然經科學設計的專業應用能力培養中必然會貫穿思維訓練,但并不全面和系統。因此,計算思維能力的培養需要在大學計算機系列課程中設計體現,課程之間或為遞進強化,或為相互補充,這也是大學計算機系列課程改革的核心內容。由此可見,反映計算思維特點的系統性系列教材、課程資源建設以及科學的教學方法設計在課程改革操作層面上顯得尤為重要。
四、大學計算機系列課程的改革措施
1.大學計算機系列課程應實行分類教學??梢愿鶕W科屬性把課程的適用對象劃分為六大類:理工類、農林類、醫藥類、人文類、社科類、藝術類。從培養信息社會學生的信息素養這個課程定位來看,所有高校學生的信息素養要求應該一致,所以分類教學只是針對不同科類學生而言,不應針對不同層次高校分類。
2.大學計算機系列課程改革應以培養學生計算思維能力為主線。要從不同學科的角度擴展計算思維的內涵,選擇能夠體現計算思維的教學內容和案例,根據本校學生的實際情況設計合適的教學方法,注重計算思維能力培養,使大學計算機系列課程成為大學最重要的課程之一。
3.在大學計算機系列課程教學中引入跨學科元素是培養計算思維能力的一種有效措施。運用計算機科學方法對跨學科問題進行抽象、分析、推理,嘗試解決諸如社會學、經濟學等多領域經典問題,是體現計算思維特點、訓練學生思維能力的好做法,值得借鑒和推廣。
4.分工協作推進大學計算機系列課程改革。大學計算機系列課程目標應由教學指導委員會科學制定,課程內容需要由多樣化的教材來體現,而教學方法則應由任課教師針對學生的實際情況進行設計。
5.以教學改革研究的方式穩妥推進大學計算機系列課程改革。通過課題研究,科學描述大學計算機系列課程新的知識體系和實驗體系,收集、整理一批運用計算思維的應用案例,制定適用性強、操作性強的課程實施方案。通過立項改革,研制課程實驗資源,加強實驗平臺建設,編寫出版體現計算思維特點、滿足分類教學需要的新教材。有計劃地總結改革經驗,做好改革示范,組織教師培訓,逐步推進改革。
參考文獻:
[1] 第三次工業革命正在走來[N]. 參考消息,2012-04-30.
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對信息技術課程的研究應當從“為什么教”到“教什么”,再從“教什么”向“怎么教”一步步地深入下去,而不能反過來。從信息技術教育的發展歷史、國家頒布的綱領性文件、一線實踐中的理解等不同的方面來重新反思課程,會使我們更加明確為什么要開設信息技術課、信息技術學科要教什么、信息技術課要怎么教……
從學科發展歷史來看課程
計算機/信息技術課程的發展可以分成以下幾個主要階段。
國內基礎教育中的計算機課程開始于20世紀80年代。受當時計算機硬件的條件限制和“計算機程序設計語言是第二文化”的影響,起始階段主要是計算機編程語言的教學。
20世紀80年代末,大家開始意識到計算機是一種工具,對于工具只要掌握其基本使用方法就可以了。這種“工具論”的主張使編程語言逐漸淡出,計算機應用逐漸進入教學的主要位置。
20世紀90年代末,教育部了系列重要文件來指導課程的變革。2000年的《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》明確了課程名稱為“信息技術”。2003年的《普通高中信息技術課程標準(審定稿)》又進一步明確了“課程以提升學生的信息素養為根本目的”。在這個階段計算機課程改稱“信息技術課”。
課程的名稱從“計算機”變為“信息技術”,這不僅是稱謂的變化,還包括著更多教學的理論、內容的變化。教學的內容從“編程語言”到“計算機應用”,再到“信息技術”;教學的目標從掌握一種編程語言到學習計算機的應用方法,再到提升學生信息素養……不同時期會有著不同的課程觀。從發展的角度來看,現階段我們需要反思:①課程是否真正地由計算機轉向了信息技術?②課程是否切實提升了學生的信息素養?③課程是否真正地促進了學生的發展?……
從解讀國家文件來看課程
國家的相關文件在指導與推動著計算機/信息技術課程的發展。在不同時期的文件中可以看到總體的指導思想的變化。
2000年的《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》提出課程的主要任務分別是:第一,信息技術的基本知識、技能;第二,信息技術相關的德育問題;第三,學生終身發展的能力。
2003年的《普通高中信息技術課程標準(審定稿)》在課程性質中明確提出“課程以提升學生的信息素養為根本目的”。課標中還表明不僅要使學生掌握基本技能,還要學會運用,形成能力,形成相應的價值觀與責任感。
不同時間的文件都在特別強調信息技術課要培養能力。2003年的課標更將任務明確地歸納成為一句話:信息技術課程的根本目的是提升信息素養。
對文件進行學習與體會后,結合一線教學實踐,我們也需要反思:①計算機知識是否就等同于信息技術知識?②會熟練地使用計算機是否就是擁有了較高的信息素養?③課程中的哪些內容在有效地提升學生的信息素養?……
從不同的理解中看課程
在實踐中,不同的地區對于課程的稱謂也有著一些細微區別。例如,其他地區稱之為“信息技術”課,而上海地區則習慣性地稱為“信息科技”課。名稱的差異也表示有著不同的理解。除了國內不同地域有區別外,國際上也有一些不同。國際文憑組織(省略)的課程設計尤其值得關注。國際文憑課程體系中一共包含兩門計算機方向的課程,分別是“全球社會中的信息科技”(Information Technology in a Global Society,以下簡稱信息科技)和“計算機科學”(Computer Science)。其中,信息科技課程著眼于信息技術的基礎知識以及應用信息技術對人類社會帶來的影響、使用信息技術過程中要考慮的倫理道德問題等,國際文憑組織將其歸入人文類學科;計算機科學主要學習計算機系統基礎、計算機編程和軟件設計方面的知識,強調思維的邏輯性,國際文憑組織將其歸入數學類。兩門課程又分別擁有高水平和普通水平兩個不同的學習級別,有著不同的學習要求。
從不同的國家與地區、不同方面的人對于課程的理解中,我們需要反思:①計算機應用軟件的教學是否就是計算機技術的?②計算機技術的教學是否就是信息技術課程的全部?③從20世紀90年代中期延續下來以計算機操作教學為主的教學內容是否真正、有效地培養了信息素養?……
心中的信息技術課程
現行信息技術課主要內容是對計算機應用軟件進行教學。當社會中計算機家庭擁有率在提高的過程中,學生也會在家庭中掌握相關操作與技巧。為了使學校的教學更有效,教學內容出現了技巧化、復雜化的傾向。而越來越復雜的計算機操作與提升信息素養沒有絕對的關系,這不應當是信息技術課的全部。
信息素養的核心是信息能力。信息能力是指人獲取信息、分析信息、加工信息的能力。熟練地使用計算機這種工具,只是人提升信息素養中的一部分。而提升人的信息素養應當成為課程中的主旋律。
1.結構
根據課程的發展歷史、國家課標和可借鑒的國內外的課程設置,信息技術課程可以分成信息科技和計算機科學兩部分。
計算機科學的教學目標主要是使學生學會應用、了解原理。要了解計算機系統基礎知識、計算機軟件的應用方法、計算機編程和軟件設計方面的知識。在這方面主要是針對計算機硬件與應用軟件等有物質形態的“硬”技術的學習。其中主要由兩類組成,一類是字處理、多媒體、網絡軟件等軟件應用的教學,另一類是程序設計的教學。
信息科技主要是指針對信息的技術。主要目標是培養信息素養的核心――信息能力。重點是信息的獲取、分析、加工。達成這個目標可以依靠現代信息技術設備(如計算機等),也可以不依賴這些現代化設備。
在這部分教學中,需要學生掌握更多信息處理的“軟”工具。如可以使用“左手欄”工具對獲取的信息進行如前頁表格所示的分析。
使用“左手欄”先將信息分成“事實”與“觀點”,然后整理出自己的觀點,最后匯總與反思自己的觀點。利用這類“軟”工具幫助人們分析、加工信息,其最終目標是從獲取的信息中得到對自己有用的觀點或結論。
這類信息處理工具還有很多。例如還可以利用“提示語”工具列出審查自己資料的相關性和充分性的提示語,來尋找在信息技術活動中遺漏的信息。
根據學生利用信息形成觀點的過程,可以將各種“軟”工具分成如下幾類:①獲取與收集信息的工具。②甄別信息,評價相關性和有效性的工具。③分類整理(加工)信息,建立聯系的工具。④運用(利用)信息、驗證想法的工具。⑤分析綜合調查結果(對信息的批判與理解),得出結論的工具。通過對這些“軟”工具的使用,最終目標將能夠使學習者充分利用信息、解決真實問題。這些信息處理的“軟”工具與計算機“硬”工具相結合能更有效地提升學生的信息素養。提升信息素養就是培養人的獨立精神、積極自主學習的方法與態度,使之具有批判精神,具有追求新信息、運用新信息的意識和能力,以及善于運用科學的方法,從瞬息萬變的事物中捕捉信息,從容易被人忽視的現象中引申、創造新信息的能力。這些針對“軟”工具的教學以及應用信息技術對社會的影響、使用技術中的道德等內容共同構成信息科技部分。
2.關系
信息科技部分通過對“軟”工具的學習來提高學生本身獲取信息、分析信息、加工信息、處理信息的能力。計算機科學部分通過對計算機軟、硬件的學習來提高學生應用計算機的能力、通過程序設計教學提高邏輯思維能力。兩部分既有不同,也有聯系。聯系的紐帶在于“算法思維”。
在使用計算機應用軟件時需要科學的思維方法。往往要有“從頂及底”的使用思路,先考慮大的、粗略的階段,然后逐步向細節發展;在解決問題時要有順序、分支、循環等不同的流程;在設計方案與反思過程時,需要有模塊化思維……這些都體現出解決生活問題的“生活算法”。
程序設計教學的核心之一是程序設計算法。這是學生在“生活算法”的經驗基礎上更抽象、更具有邏輯性的表述。
信息科技部分同樣也體現著算法思維。在學生使用“左手欄”、“提示語”等信息處理“軟”工具時,需要先了解工具,知道工具怎么用;然后在使用的過程中,真實地體驗工具的使用技巧;之后還要學會改進、優化工具,使之更適用;最終將淡化工具,形成自己的思維方式。這是獲取信息、分析處理信息作出決策的過程,同時也是了解信息處理工具、使用工具、改進工具、淡化工具形成思維方式的過程,還是不斷地發掘問題解決的方法與步驟,逐漸形成策略的過程。在這個過程中,不斷地呈現出了“算法設計-算法實踐-算法優化”的算法學習過程。
算法貫穿了計算機科學與信息技術兩大部分,是兩部分都要達到的共同目標之一。
3.目標
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【關鍵詞】信息技術;教育改革;課程整合;課程教學;教學效益;創新精神
二十一世紀,以計算機和網絡技術為核心的信息技術在社會各個領域得到廣泛應用,尤其是信息技術與教育教學結下了不解之緣,信息技術與其他課程的整合也成為了現代教育的熱點。而整合的關鍵不在于教師,而在于學生掌握信息技術的水平和能力上,學生要掌握信息技術就必須要學習信息技術課程,這就對我們信息技術教師提出了教學的更高要求,不僅僅是要在信息技術課程中教會學生計算機知識,更重要的是培養學生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的能力,為課程整合打下基礎,為適應信息社會的學習、工作和生活打下基礎。因此,探索關于課程整合的新型信息技術課程教學,將成為21世紀教育改革必須充分考慮的一個問題。
1. 什么是信息技術與課程整合 整合就是指一個系統內各要素的整體協調、相互滲透,使系統各要素發揮最大效益。課程整合是使分化了的教學系統中的各要素及其各成分形成有機聯系并形成整體的過程。將信息技術與中學其他課程整合,就是以其他學科知識的學習為載體,把信息技術作為工具和手段滲透到其他學科中去,從而在學習信息技術課程的同時,又能培養學生解決其他學科問題的綜合能力。
2. 21世紀信息技術課程的目的中小學信息技術教學的主要目的是讓學生在了解計算機文化、初步掌握一些計算機基本知識和技能的同時,進一步激發學生的學習興趣、增強信息意識和創新意識、有效培養學生對信息的收集、處理、應用和傳輸的能力,培養學生的自學能力和創造能力,在開發智力、受人以漁的教學過程中實現“兩個素質”教育。教學中要時刻注意信息技術教學不僅僅是傳授計算機的基礎知識,更不是片面追求“學而致用”的職業培訓,而是把計算機作為一種工具,來提高中小學生的素質,培養他們用信息技術來解決問題的各種能力。
3. 關于課程整合的信息技術課程教學 過去,在一些學校中由于教學觀念、思路認識上的誤區,人們往往把中小學計算機教育與計算機職業技能培訓等同起來,把計算機作為純粹的學習內容或學習目的,結果使中小學的信息技術課(計算機課)成了打字課、程序設計課或Internet培訓課等?,F在,隨著信息技術課程教學任務從單一的學科知識的學習轉向學生信息素養和綜合能力的培養,我們要改變原先那種過分強調學科體系、脫離時代和社會發展狀況的課程體系,探索以課程整合為基本理念、以信息技術為認知工具、以各學科知識的學習過程為載體、以培養學生信息技術素養和促進學生綜合素質發展為目的的新型課程教學。
3.1 寓教于樂、激發興趣。信息技術課有其得天獨厚的優勢,它集音、像、動畫于一體,能多感官、多角度、多層面的刺激學生。充分發揮信息技術課的多媒體優勢,激發學生學習興趣,對促進學生主動學習、樂于學習、主動發展,具有極其重要的意義。如學生學習枯燥的鍵盤時,就可以結合英語26個字母的學習來進行,編寫一個26個字母的射擊小游戲,這樣學生不僅學會了26個字母,而且熟練了鍵盤的操作。不過教師在學生游戲中要善于引導、積極引導,把它轉化到學習興趣上來。
3.2 精講多練、優化結構。優化課堂教學結構,要做到教學目標明確,教學任務適度,教學層次緊湊。尤其是它實踐性、操作性強的特點,更要求教師,廢棄“滿堂灌”的陳舊教育模式。教師的一言堂,使學生失去動手的機會,失去操作的機會。在有限的教學時間中,讓學生自己去動手實踐,學會去獲取信息、處理信息,最大限度的發揮課堂教學效益。
3.3 學以致用、積極創新。素質教育的核心內容是以人為本,最大限度的開發學生的個性潛能,激發學生創新意識是素質教育的重要內容。計算機作為一臺高速的信息處理機,它的作用就在于幫助人們高效地完成對日益紛繁復雜的信息處理,促進人類對世界的認識及人類社會的發展。信息技術教育,從小就應該對學生進行創新意識教育。學會利用計算機創造生活,創造未來。如在教學Word知識時,可以結合語文知識要求學生出一份電子板報,這樣既學到了電腦知識,又可以與語文學科知識相結合,激發學生學習計算機的積極性,培養了創新精神。
3.4 增強學生自信心,培養學生團結友愛的互助品質。 在教學中,鼓勵學生大膽動手操作電腦,讓學生感受一點一滴的成功。學生通過動手操作計算機,在操作活動中獲得知識,讓他們明白電腦并不像自己想象的那么神秘,這樣,每當學生完成了一件作品,他們的自信心就悄悄地樹立起來了。同時在每個班級分小組,每一組中安排一、二名接收能力較強的學生,做老師的小助手,指導小組同學學習,幫助同學解決一些力所能及的問題。這有助于培養學生與人合作,協作創新的能力,培養學生團結友愛互助的品質。
當然,信息技術的學科整合還是一個新的內容,許多問題還有待我們去探索、解決,這也給我們提供了一個新的契機。我相信,只要堅持不懈我們在信息技術學科的教學中肯定會大有作為,才華也會得到充分的展示。
參考文獻
[1] 南國農,《讓信息技術有效地推進教學改革》。中國電化教育,2007(1)
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【關鍵詞】應用型人才;培養方案;課程體系;實踐教學體系
【作者簡介】許薇,吉林農業科技學院電氣與信息工程學院教授
吉林農業科技學院是一所地方普通高校,每年為社會培養和輸送大批計算機相關專業的畢業生,作為后升格的地方高校更要根據地方經濟和社會發展的需要出培養應用型的人才。為了適應社會需求的不斷提高,學院領導及教師集思廣益,認真聽取行業學會、用人單位和往屆畢業生等多方意見,以培養出在計算機相關領域具有創新能力和社會競爭能力的應用型人才為目的構建了新版培養方案。
一、集思廣益定位專業方向和人才培養目標
為貫徹學?!盎A扎實、實踐能力強、綜合素質高、具有創新意識”的主要目標,努力辦出應用型特色,以計算機科學與技術專業的培養方案修訂為例,本專業培養具有良好的科學素養、掌握扎實的計算機應用相關學科的基礎理論、基本知識和基本技能,具備應用軟件開發及維護、信息技術集成、數據和網絡管理等能力的應用型高級專門人才。該專業畢業生從事的崗位基本可以歸類為高級應用軟件開發、信息技術支持以及信息系統集成和維護幾個大類,綜合分析,本專業培養掌握相關自然科學、數學知識和人文社科基礎知識,并具有應用計算機系統構建和應用的潛能;掌握本學科基本理論和計算機軟、硬件系統的應用知識、具備軟件開發能力,具有軟件項目開發實踐的初步經驗;能根據不同組織和機構的需求,選擇和實施信息技術。
二、企業、行業參與共同研討,修訂人才培養方案
教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會對計算機科學與技術專業隊人才培養方案的制訂提供很好的指導和幫助,我們認真學習了教指委編制的高等學校計算機科學與技術專業《公共核心知識體系與課程》、《核心課程教學實施方案》和《實踐教學體系與規范》,系統地了解和學習了計算機專業公共核心課程選取的原則、公共核心知識體系、公共核心課程大綱和專業方向核心課程示例、核心課程實施方案、實踐教學體系構建原則和目標、實踐教學體系的構建示例、核心課程的實驗大綱,并結合自身情況作了深入比較和討論。并先后走訪了多所同類本科院校以及請進專業實習合作企業或公司進行調研和交流,主要內容有學生培養模式、課程體系、實踐應用能力培養、學生實習實訓基地、管理和考核措施、學生就業情況等。一致認為:重基礎,使學生可持續發展,更加有可提升的專業能力空間;抓核心,使得學生深入掌握核心專業知識,具備核心競爭力;鍛煉學生的自學能力、溝通能力、表達能力等各方面的綜合素質;強實踐,使得學生增強動手能力,通過模擬項目和真實項目的鍛煉縮短學生與社會接軌的距離。在培養方案的修訂過程中前后召開了多達三十余次各種規模的教學研討工作會議,就課程體系、課程設置、公共核心知識體系、實踐教學體系構建等內容進行專題研討。一致建議進一步加強學科和專業基礎、強化實踐能力,規范新版人才培養方案中各門專業課的大綱,初步形成本專業的知識體系和課程體系。
三、改革人才培養和教學模式,制訂新的培養方案
(一)制定新的培養方案的原則。
1.基礎性。根據應用型人才的知識結構與能力的要求,設置公共基礎課程,加強通識教育基礎課程的學習;堅持以學科方向組織專業教學,設置學科平臺課程和專業基礎課程,加強內容的系統性和內在關聯;另外,設置適當的專業選修課、人文類選修課,要求學生交叉選課,構建有特色的知識結構。
2.應用性。專業模塊課程是根據專業的主要能力培養的需要設置相應課程,在主要能力的課程設置方面,注重培養學生應用研發和設計能力,培養工程應用型專業人才。課程設置和教學過程強調應用性,理論教學和項目訓練的側重點突出“做有用的學問”。在教學模式上采取強化基礎,加強應用,著重培養學生的開發能力和創新能力。
3.實踐性。以本科專業教學需要為主要目標,同時兼顧專業發展方向,并提供開放性的科技研發和實訓基地。與企業廣泛聯系,建立校企合作實訓基地。目前,該專業已與部分公司和企業等簽訂了實訓基地協議書,通過這些實訓基地的建設形成了校內外協作、資源共享的實踐教學體系。
(二)課程體系構建的原則。課程體系構建包括理論教學體系、實踐教學體系和素質教育體系三部分。其中理論教學體系包括通識教育課程模塊和專業教育課程模塊;實踐教學體系包括實驗課、實習實訓、科研訓練、社會實踐;素質教育體系包括思想道德素質類課程、人文素質類課程、科學素養類課程、藝術教育類課程、心理素質類課程、企業管理類課程、信息技術類課程、大學生職業發展規劃與就業指導、創業類課程、職業技能類培訓課程和參加學科競賽及第二課堂活動等。參照具有同類培養目標的地方院校人才培養方案,圍繞課程體系構建、教學方法改進、實踐環節加強等方面進行改革與實踐。為了突出專業能力,以技術應用能力為支撐,明確專業領域核心能力,并圍繞核心能力的培養來構建專業課程體系??傮w上將課程分為學科平臺課程、專業模塊課程兩大類。學科平臺課程為所需要的專業基礎課程,專業模塊課程為就業崗位群能力課程,實踐能力訓練考慮到以往培養方案中實踐環節不夠突出和有針對性,新的培養方案改進了不少實踐環節,增加了獨立設課的實驗??傊诖髮W三年基本完成基礎理論教學和相應的實踐環節,大四第一學期進行校內外的項目實訓課程及畢業設計的開題及答辯。學分比例分配合理;理論課程與實踐課程學時、學分比例分配合理;不斷線培養素質與專業技能。從教學內容來看,課程體系中包含教指委提出的專業規范中所有的公共核心課程。對于學科和專業基礎課程,前提是不削弱本科教學要求,盡可能改進教學方法、更新教學內容,突出行業發展趨勢,強調理論教學和應用相結合,培養學生融會貫通、獨立分析并解決問題的能力。
(三)注重實踐教學,培養應用研發能力。地方高校必須本著實踐教學與理論教學同等重要的思想建立實踐教學體系。專業培養除了專業理論知識外,還要著力培養實際動手能力,且貫穿整個大學學習過程?!白⒅貙嵺`教學,培養應用研發能力”的理念一直貫徹多年的實踐教學改革,對于科學地構建應用型人才培養方案和開展專業建設起著指導作用。實踐教學條件也在逐步得到改善,2014年,學院的信息技術實驗教學示范中心被評為校級實驗示范中心,2015年學院被評為省級“校企聯合、工學融合”的計算機應用技術人才培養模式創新實驗區。同年,計算機應用技術學科被評為校內重點培育學科,除了加強硬件條件,學校還在一如既往地繼續加強建設實踐教學,尤其是師資隊伍能力和素質,切實建立一支優秀團隊,同時適應學科和專業的新形勢、新變化,不斷加大力度更新實驗內容,增加實驗室的開放時間和開放形式,開放內容多樣化。
1.課程實驗。按照驗證、設計、綜合和研究性實驗的順序設計實驗課教學內容,便于學生理解所學課程知識。對于部分課程實踐要求強的采取獨立設置實踐課程。
2.獨立設置的集中實踐環節。主要包括:以培養專項技能和綜合能力為主的實踐課程,如課程實習、科研訓練、畢業設計等專業模塊。
3.社會實踐環節。主要包括學生的認知實習、生產實習和畢業實習、校內外專家的學術和專題講座、社會實踐、各級各類競賽等環節,旨在幫助學生了解目前的行業現狀和人才需求特點。
(四)課程設置。課程設置突出“理論夠用,實踐為主”的原則,如“微機接口技術”內容側重基于匯編語言的微機接口編程,旨在使學生能掌握計算機底層編程方法,有助于學生畢業以后的能力拓展。調整課程結構如“Java程序設計”這門課程,新的培養方案增加了該課程的時空跨度。將課程分階段(基礎階段和提高階段)實施,基礎階段理論和實踐相結合,基礎階段以理論為主,提高階段以實踐為主,分為兩個方向。一是基于Web的J2EE整合應用開發,作為必修環節;二是基于J2ME的移動應用開發,作為選修環節。通過增加相應的課程內容,采取連續不間斷教學,使工程意識和方法得到強化,從而在較長時期的潛移默化中培養學生的工程應用研發能力。在此必須注意課程結構調整時保證兩個階段的延續性,避免造成前后脫節的現象。兩階段的課程跨越三個學期,可以安排相應課程與之配合,充分體現知識與能力不斷線教育。增設與學科競賽等課外實踐活動相關的選修課程。第四學期增開“ACM程序設計”選修課,一方面加強專業競賽能力,另一方面加強算法設計核心專業知識,提高就業競爭力。
四、多種教學手段和教學條件保障應用型特點
為保障應用型本科教學的特點,一是對實驗室進行全面改造,將原有的80人的4豎列擺放形式的實驗室,改造成48人的8人項目小組圓桌式的布局,既可以教學也可以提供學生進行項目設計和研發的實驗室;二是要設計教學內容,開設一些針對工程能力訓練的課程;三是要改變教師填鴨式的傳統教學方法,通過課堂討論和學生課后自學等活動幫助學生積極探索主動式學習。建立“校企聯合、工學融合”的實踐教學模式,課程教學采取校企合作教學模式。近年來,專業一直在尋求與行業公司和企業建立合作教學,努力嘗試通過課程置換,承認學生在公司和企業所獲學分,這項工作還在摸索之中。此外,專業大四第一學期開設的“專業綜合實驗”課程已經采取請企業的高級工程師來進行講課和指導實驗,制定了嚴格規范的指導書或實施細則,取得了較好的教學效果。通過分析企業人才需求信息及時充實和調整培養方案,有助于解決校內生產資源不足、具備實際項目研發經驗教師不足等問題,有效跟蹤行業最新技術,能使高校比較深入、真實地了解社會需求,能夠使學校的專業設置、培養方案、教學內容和實踐環節更貼近社會發展的需要,促進學校的教育教學改革,能夠推動教師隊伍建設,促進教師實踐能力和綜合素質提高。
五、建立綜合的多方位一體的學生實踐能力培養和考核體系
在傳統實踐教學實施環節保質保量的同時,也開放了實驗室。專業各實驗室在滿足正常課程實驗、實驗課程、課程設計以及畢業設計等教學任務的同時,指導老師設計開放性實驗項目,實驗室全天為學生開放,為培養計劃內實驗提供適當的進階補充,又為學生開展綜合性的、創新性的實驗研究工作提供條件。專業還成立了課外科技活動興趣小組,由教研室和實驗室共同承擔組織與指導工作,具體有“ACM興趣小組”、“數模競賽興趣小組”等,鼓勵專業能力強、成績優秀的學生積極參與教師科研課題、申報創新實驗和開放性實驗項目,這種多方位一體的綜合性的學生實踐能力培養體系為提高學生的專業素質和工程能力發揮了積極作用,得到了用人單位的一致肯定。學校尤其重視和企業共同構建專業實習基地?;亟ㄔO采取校內外共建、校企合作互動、訂制培養和就業相結合的方式,校企雙方共同參與實習,校內校外互補。實習內容根據用人單位要求設置,實習考核結合校企雙方的評定,以便能順利完成實習教學任務,達到本科教學要求,勝任企業職業要求為總目標來檢驗。以實習企業北京達內科技有限公司為例,校內實習基地由該公司提供資金建立,學院提供實驗設施和場地,企業承擔部分教學。有意參加項目培訓的學生先由企業招聘,再根據企業的要求,與企業共同組織通過筆試和面試的學生前期培訓。培訓從大三暑假開始到大四上學期,利用業余時間完成第一階段的技術培訓。在校內實習基地培訓經考核通過者進入第二階段,到企業校外實習基參加真實項目實習。同時在企業完成畢業設計,在學校通過答辯,畢業后正式入職。
六、改革與實踐初見成效
近幾年在學校應用型定位及轉變人才培養模式、更新人才培養方案開展教學實踐以來,總體感覺探索改革的方向是正確的,也初見成效,真正實現了學校、企業、學生三方共贏。這里學生則是最大的受益者,不僅掌握工作必備的專業技能,能夠充分運用所學知識,而且重新認識了自己,對未來充滿信心。部分學生在校期間已參加實際工程項目開發,用人單位反響很好。部分學生畢業前已提前就業,其中2015年的畢業生第一次就業率達到90%以上,本專業就業率統計一度名列全校前列,大部分學生就職專業對口,一舉扭轉專業的就業形勢,改變了人們普遍認為的計算機科學與技術專業是一個難就業專業的觀念。學生考研深造的熱情相比往年高漲,考研通過率逐年提高,2013~2014年每年都有學生考入吉林大學就讀碩士研究生。學生的能力得到了提高,2014年在吉林省舉辦的ACM競賽中3名學生取得了一個二等獎和三個三等獎的好成績。學生積極參與教師教改和科研課題,申報創新實驗項目,積極撰寫論文,2013至2014年度學生發表各級各類論文近20篇。
【參考文獻】
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篇8
關鍵詞:信息技術 教師 培養
中圖分類號:G715 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2014)04-0224-01
隨著科學技術的突飛猛進,信息技術已經全球化,從原來的只有高科技人才才能應用計算機到現在的幾歲小孩兒也可以上網閱讀媒體信息,信息技術的掌握顯然變得愈發重要了。信息技術課程已經成為我們國家教育的重要內容,信息技術課程教師隊伍素質的培養和提高也就必然成為首要的任務和要求。提高學生的信息素養,必須從教師抓起,教師起到一個關鍵的引導作用,如果教師能充分調動學生的積極創作性,自主學習,使學生對信息技術產生濃厚的興趣,這樣才能更有效果的提高每位學生的信息技術。
一、信息技術課教師的培養首先要具備以下最基本的素質
1.具有高尚的思想道德和素養
信息技術課教師必須有堅定正確的政治方向,熱愛祖國,熱愛人民,具有忠誠黨的教育事業的優秀思想素質。一定要把握住個體信息素養的方向,在信息活動中不得危害社會或侵犯他人的合法權益。
2.具有敏銳的信息意識與情感
信息技術課教師要對信息具有敏銳的感受力和持久的注意力,能夠意識到信息的作用,對信息有積極的內在需求。信息意識主要包括敢用與想用兩個方面,而信息情感的培養則更加注重對使用信息技術的態度和興趣方面。
3.要有良好的心理素質和隨機應變的能力
在信息教學中,我們經常會遇到一些大大小小的突發事件。面對這些突如其來的問題,我們既需要勇氣也需要隨機應變的智慧和經驗。
4.具有持之以恒的品質
信息技術教師應該具備持之以恒的優秀品質,這是學科特點所決定的。
首先,信息技術發展的速度日新月異,教師必須要不斷學習,不斷實踐,才能跟上發展的步伐,所謂不進步便落后;其次,信息技術基本屬于新興學科,教學思想、教學模式和教學方法等需要教師花費更多的時間和毅力去學習和實踐;最后,在教學過程中,教學還要定期對計算機設備和網絡系統進行管理和維護。
二、信息技術課教師除了要具備以上最基本的素質,還應具備其獨特的素養,即應注重信息素養的培養
信息素養主要通過信息技術教育進行,包括學科教學、計算機輔助教學、計算機管理教學、社會與家庭教育等四個方面。
1.信息技術學科教學
首先,設置信息技術方面的專門課程。應在課程內有系統有計劃地安排各項教學內容,有完整的教材,規定具體的信息素養評價方法與標準,同時按照一定的方式組織專門的教師培訓,形成一支正式的專門的教師隊伍。學生要以比較集中的時間學習信息技術知識,養成信息技術的基本能力。通過專門的信息學課程的學科教育,為其他途徑的信息素養培育打下應用信息系統的基礎。
其次,沒有系統的學科教學,有些高層次的信息素養是難以系統養成的,例如信息系統的原理分析、程序設計、算法,等等?,F在,信息產業已經成為人類社會經濟的一個重要支柱,社會各個領域對教育提出了要求,需要從信息系統的熟練操作人員、信息系統軟硬件的管理維護人員到信息系統的開發人員等各個層次的信息技術人才。
2.計算機輔助教學
在學校推廣以計算機輔助教學為核心的現代教育技術,本身就有著培養學生信息素養的功能與任務。由于計算機輔助教學在學校得到廣泛推廣,學生能夠大量接觸信息技術,因此可以說,以計算機輔助教學為核心的現代教育技術是信息素養培育途徑的主流。各門課程的課堂教學是學校教育的一個十分重要的方面,所有學科的教學都通過課堂教學進行,可以說,學校教育中學生的大部分時間是在各門學科的教學中度過的。因此,如果能夠在學校教育中充分運用信息技術,那么不但能夠提高教學效果,而且能夠提高學生與教師的信息素養,有利于形成一種信息技術利用的氛圍,特別是有利于培養信息素養的意識情感。
3.計算機管理教學
首先,學校廣泛地使用信息技術,無論是學生報到注冊還是學校成績表、課表,都是由信息系統進行的;學生無論是查詢成績,還是到圖書館借書,都運用了信息技術。這些事情本身就是為學生營造了一個信息技術運用的氛圍,對于培育學生的信息意識與情感有著巨大的潛在影響。其次,教師使用信息技術進行管理工作,因為工作需要而學習了一定的信息技術知識,具備了一定的信息技術應用能力,也提高了信息意識與情感,并且了解了許多信息方面的倫理道德問題,實際上培育了學校中教師與管理人員的信息素養,而學校中所有人信息素養的養成是培育學生信息素養的有利條件。
4.社會、家庭中的信息教育
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應注重計算機科學思想的指導
在現階段的中小學信息技術課程中,應注重計算機科學思想的指導,注重在教學內容中深入挖掘技術背后蘊涵的計算機科學思想。這樣才可以避免將信息技術課上成單純軟件操作與技術訓練的課程,使課程真正具有自己獨特的思想內涵,這也是國內外信息技術課程理論與實踐中所普遍重視的觀點。
在美國的中小學信息技術教育課程中,就強調了中學是計算機科學的學習階段,在其課程目標、課程內容的很多具體設置上都體現了計算機科學思想。在很多州的信息技術教育內容描述中也同樣注重了這一點,如夏威夷州的中學信息技術課程中就提出了“計算機科學的指導性學習”(Directed Study in Computer Science)。國際文憑組織(IBO)更是直接將計算機科學設置為計算機方向的兩門課程之一(另一為信息科技)。
我國《普通高中技術課程標準(實驗)》中信息技術課程部分雖然沒有直接申明計算機科學思想,但在其各個部分都體現了計算機科學思想。從在選修課程部分中設置“算法與程序設計”、“數據管理技術”、“人工智能初步”等計算機科學內容的模塊,到多次重申課程要體現科學性,以至將解決問題的基本思想方法列為課程的目標之一,都實際體現了計算機科學思想的重要性。
計算機科學思想的概念及指導性
計算機科學作為一門學科在世界范圍得到承認是在20世紀80年代,現在已經發展為一個龐大的學科。美國計算機科學家Brian K.Reid稱計算機科學是“第一工程學科”。我國教育部組織的計算機科學與技術專業發展戰略研究報告統計,截止到2004年初,全國共有505個學校開辦了計算機本科專業,共有在校生近30萬人。同其他專業相比,這兩個數字都是第一。
那么,什么是計算機科學呢?計算機科學的核心又是什么呢?我們通常認為,計算機科學是研究計算機軟、硬件設計,也就是面向機器的科學。其實這種看法是不準確的,盡管計算機是計算機科學主要的可見特征,但是將計算機科學描述為僅僅研究機器是片面的。一個最簡單的例子是,阿蘭?圖靈(Alan Turing),公認的計算機科學理論的奠基人,在1936年提出“圖靈機”的理論時計算機還沒有誕生。同樣的,很多計算機科學家也并不研究機器本身。21世紀以來,計算機科學已被定義到更廣泛的領域――計算機科學是關于計算的研究。計算機科學越來越成為計算科學,其核心是計算方法,即算法。因此,在國內外計算機科學界普遍認為,計算機科學是“算法的科學”。
以算法為核心的計算機科學研究包含了解決問題的所有方面,從“能不能被有效地解決(計算)”,到“如何解決(計算)”,即包括算法的能行性、分析、設計以及執行。
筆者認為,在基礎教育階段,中小學信息技術課程以計算機科學思想為指導包含兩重含義:一是在高中階段適當加入計算機科學的相關學習內容,使學生初步了解計算機科學;二是在小學、初中階段更多地融入計算機科學思想,即算法思想。具體說,即學生通過課程學習應該能夠解決信息技術環境下以及生活中的相應問題,具備利用算法解決問題及其向生活中的遷移能力。應該說,在高中階段學習計算機科學相關內容和在小學、初中階段滲透計算機科學思想,特別是解決問題的能力正是我國信息技術課程標準中所強調的。
由一項調查想到的
當前我國中小學信息技術課程中計算機科學思想的普及狀況如何?教師和學生計算機科學素養如何?前不久,筆者對小學、初中、高中、職高不同年級的40多名教師和200多名學生進行了一項問卷調查,結果頗能引發一些思考。
筆者調查的第一個內容是關于教師和學生對計算機科學的認可和了解程度的。出乎意料的是只有27.8%的教師和22.5%的學生認為計算機是一門科學;而表示不清楚什么是計算機科學的在教師中占76.8%,在學生中占81.4%。
第二項調查的內容是請他們寫出10位數學家、物理學家、化學家、文學家、計算機科學家的名字,結果在計算機科學家的填寫中沒有一名學生寫出2位以上計算機科學家的姓名,教師中最多的只填出了4位計算機科學家的姓名。學生填寫最多的是像比爾?蓋茨這樣的大公司及大網站的CEO,在學生心目中,只有他們才是計算機界的精英,卻說不出馮?諾依曼、圖靈以及那些獲得圖靈獎的著名計算機科學家的姓名。與此形成對比的是他們在數學家、物理學家、化學家、文學家的填寫中,卻能輕松填出牛頓、伽利略、愛因斯坦、華羅庚、陳景潤、魯迅等大家的名字。
2006年是圖靈獎誕生40周年,這項被稱做“計算機界的諾貝爾獎”的獎項是計算機科學領域的最高榮譽,獲獎者無一例外是半個世紀以來推動計算機科學發展的大師級人物。在問卷中也涉及了圖靈獎的問題,但令人吃驚的是只有9.8%的教師和6.7%的學生知道圖靈獎。此外,在圖靈獎誕生40周年之際,筆者未發現任何一本信息技術教育類雜志發文以示紀念及揭示其給我們的啟示,不能不說是遺憾的,這似乎也從一個側面反映了當前計算機科學在公眾中的認可程度。
當前計算機科學思想缺失的原因
造成當前中小學信息技術課程中計算機科學思想缺失的原因來自多方面。首先,從教師方面來看,長期以來,中小學信息技術教師的來源較雜,相對學歷較低,且有不少“半路出家”的情況,教師隊伍的相對龐雜造成了教師自身科學素養不高。雖然近年來這一情況有所改善,但有調查表明,中小學信息技術教師的專業遍布各個學科:物理、英語、化學、科學、教育技術、計算機,其中以計算機居多,較早開課學校的教師基本上為??埔韵聦W歷。可見當前中小學信息技術教師的整體情況仍不樂觀,計算機科學思想較為缺乏,這也是造成課程科學思想缺失的主要原因。
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[關鍵詞]信息素養 信息技術 培養 信息能力
我們已經進入了一個嶄新的世紀——21世紀,隨著以計算機技術、網絡技術、通訊技術為代表的信息技術的迅猛發展,計算機和互聯網在社會各個領域中得到廣泛應用,逐步改變著人們的工作、學習和生活方式。信息素養作為生活在現代社會中的公民所必須具備的基本素質,越來越受到世界各國的關注和重視。那么,什么是信息素養,信息素養的內容是什么,怎樣對中學生開展信息素養教育呢?
一、信息素養的定義
在美國,信息素養概念是從圖書檢索技能演變而來的。美國將圖書檢索技能和計算機技能集合成為一種綜合的能力、素質,即信息素養。1989年,美國圖書館協會下屬的“信息素養總統委員會”正式給信息素養下的定義為“要成為一個有信息素養的人,他必須能夠確定何時需要信息,并已具有檢索、評價和有效使用所需信息的能力?!弊罨镜男畔⑺仞B是信息能力。
二、信息素養的內容
信息素養主要由信息意識、信息品質、信息知識以及信息能力四部分構成。信息素養這四個方面的內涵存在由一般到特殊,由低級到高級的內在聯系;同時,這四部分又構成一個統一的整體。信息意識在信息素養結構中起著先導的作用,信息知識是基礎,信息能力是核心,信息品質是保證信息素養發展方向的指示器和調節器。
三、中學生信息素養的表現
普通高中信息技術課程的總目標是提升學生的信息素養。學生的信息素養表現在:對信息的獲取、加工、管理、表達與交流的能力;對信息及信息活動的過程、方法、結果進行評價的能力;發表觀點、交流思想、開展合作并解決學習和生活中實際問題的能力;遵守相關的倫理道德與法律法規,形成與信息社會相適應的價值觀和責任感。從信息素養的表現,可以將對中學生信息培養的要求總結為三點:(1)知識與技能的培養;(2)過程與方法的培養;(3)情感態度與價值觀的培養。
四、中學生信息素養的培養措施
1.培養學生信息素養的關鍵
培養學生素養的關鍵是提高教師的素養。教師集體的信息素養狀況對學生的信息意識的啟發和學習熱情有直接的影響。在網絡教學中,教師的作用與傳統課堂教學中的作用是不一樣的。在課堂教學中,教師要向學生傳授知識,并使學生對所講的知識感興趣。而在網絡教學中,教師的作用更像一個教練、指導者而不是呈現者、表演者。學生自主性學習的程度提高了,需要教師提高他們學習興趣的程度降低了。信息可來源于數據庫或協作學習,指導者不必要成為知識專家。另外,網絡課程給教師協作提供了許多機會,小組教學正成為網絡教學課程中的一個通用形式。
只有老師掌握一定的計算機網絡操作技能,學會使用常用的工具性軟件,更重要的是轉變教育觀念,培養和強化信息意識,開發和利用網上信息為教學服務,才能努力創設培養信息素養的學習環境,組織引導學生使用多媒體手段,全方位地感知,認識學習對象,創造性地解決問題。
2.注意培養學生信息能力
信息能力是人們成功地進行信息活動所必須具有的個性心理特征,它是構成信息素質的核心。在教育環境逐漸信息化的趨勢下,需要學生具有很好的信息能力去實現知識的探索、發現與運用。學習者的信息能力,按應用途徑及方式可分為如下八個方面:運用信息工具的能力、獲取信息的能力、處理信息的能力、創新信息的能力、表達信息的能力、發揮信息作用的能力、信息協作意識與能力、信息免疫能力。其中,運用信息工具的能力、獲取信息的能力、處理信息的能力、表達信息的能力是個人信息的一般能力;而創新信息的能力、發揮信息作用的能力、信息協作意識與能力、信息免疫能力是個人信息的綜合能力。高中信息技術學科在對學生信息能力的培養,主要側重學生個人信息的一般能力,同時,關注學生的部分信息綜合能力,即操作計算機的能力、運用計算機網絡獲取信息的能力與意識、表達信息的能力、利用應用軟件進行信息的加工與處理能力等。信息技術學科教學活動對學生信息能力的形成、發展起到主導的作用。
3.培養學生動手處理信息、形成創造能力和發散性思維的能力
中學生的信息學習比傳統課程更注重實踐和動手能力、創造能力的培養,要讓全體學生對所學的知識多視角觀察和多方位探討,進而形成創造能力和發散性思維。這些能力是學生接受信息技術文化后并形成意識和自然需求在學習實踐中表現,是信息素養形成的質標志。把信息技術融入到學生學習生活中,化為學習的能力,只有這樣才能形成良好的素養。
4.把信息教育整和到各科學科中
課堂教學作為傳統的教學組織形式在培養學生信息素養方面同樣具有“主渠道”和“主陣地”的作用,把信息素養的精神、意圖整合到課程和教學的要求中去,貫穿于整個教學活動的始終,使學生從小受到信息知識的熏陶和信息能力的培養。
現代教育需要學生有良好的信息素養,而良好的信息素養的形成需要其他學科知識做基礎,離開基礎的知識,信息素養的形成就會變為空談。反過來,信息素養在學生各科學習中和全面發展中的作用將會越來越重要,它慢慢地影響學生其他學科的學習,在培養學生的信息素養的同時不可忽視基礎文化的學習。
5.客觀評價,正確引導
老師的評價和引導直接影響著學生的發展。課上讓同學們把收集到的信息進行交流,同學的贊揚、老師及時的肯定會使其更加自信,對收集信息、選擇信息、使用信息更有興趣。學校、年級、班里,少先隊各級組織不斷組織各種活動,加強網絡道德教育,為同學們搭建展示自己信息能力的舞臺,有利于將信息活動遷移到同學們的各類學習活動中去,有利于學生信息素養的發展。
每個學生都是一個相對獨立的個體,每個個體之間有很多個性化的地方,信息素養形成應該有廣闊的個性空間,多開展一些有利于學生個性發展的信息技術興趣小組和課外活動,組織各項信息技術競賽活動,推動學生的個性發展,培養學生走上信息技術專業之路。
總之,信息素養是信息社會人的整體素養的重要組成部分,對于學生的信息素養的培養不是短時間內可以完成的,需要大量的時間以及人力物力。在信息技術飛速發展的今天,隨著信息的增大,信息渠道的拓寬,培養學生的信息素養需要通過信息技術與其他學科的整合,為中學生信息素養的形成奠定前進的方向。
參考文獻